Hot Jupiters and Super-Earths
我们探讨了动力学在塑造行星系多重性中的作用，着重于两个特殊的问题。(1)我们认为，在热木星系统中缺乏近距离的超级地球是热木星迁移历史的一个标志，有助于区分不同的迁移机制。我们提出了N-体模拟的动力学迁移的情况下，原热彗星被激发到高偏心率之前，潮汐循环和轨道衰变。我们表明，在这种情况下，偏心的巨行星通常会破坏内部系统中的行星，这与观察到的缺乏密切的超级地球伴星的热彗星相一致。(2)我们探讨的作用，影响的多重性的接近系统，如开普勒发现的外部系统的动力学。我们特别考虑行星-行星散射和Kozai扰动对内部系统架构的外部巨行星的影响，并评估这种情况下，以减少内部系统的多重性，并有助于观察到的单一开普勒行星过剩的能力。
2016-03-31 astro-ph.EP
Constraining Planetary Formation Models Using Conditional Occurrences of Various Planet Types
本文通过统计超级地球、温暖木星和冷木星之间的条件出现率，发现冷木星系统中超级地球显著增多，并利用这些相关性约束行星形成模型。
2024-02-27 astro-ph.EP
Jupiter - friend or foe? III: the Oort cloud comets
长期以来，人们一直认为木星是一个巨大的盾牌，大大降低了小天体对地球的撞击率。然而，直到最近，很少有人研究木星在确定这种碰撞频率方面所起的作用。在这项工作中，第三个一系列的文件，我们研究的程度，对地球的影响率造成的奥尔特云彗星是增强或减少的存在下，一个巨大的行星在一个类似彗星的轨道，试图更全面地了解影响制度下，地球上的生命已经发展。我们的研究结果表明，一个巨大的行星在一个类似彗星的轨道上的存在显着改变了奥尔特云彗星对地球的影响率，随着巨大的质量增加，降低率。最大的撞击流是在没有巨行星存在的时候观察到的。
2009-11-23 astro-ph.EP
First Earth-based Detection of a Superbolide on Jupiter
行星上的宇宙碰撞会引起可探测到的光学闪光，从地球上的流星到明亮的火球。2010年6月3日，木星大气层中的火流星被两名业余天文学家同时从地球上用红色和蓝色波长观测到。在行星的视频记录数据中，火流星出现在2秒的闪光中。对观测结果的光变曲线进行分析后得出的估计撞击能量为0.9-4.0x10^{15} J，相当于一个直径为8-13米、平均密度为2克/厘米^{-3}的碰撞体。几天后，哈勃太空望远镜和其他大型地面设施获得的图像没有显示任何气溶胶碎片，温度或化学成分异常的迹象，证实该物体很小，在木星的高层大气中被摧毁。木星上每年可能会发生几次这种规模的碰撞。对这些火流星的撞击率和大小进行系统研究，可以根据经验确定木星流星体的流量，从而对外太阳系的小天体数量产生影响，并可以更好地量化撞击天体对地球的威胁。这一光学闪光的偶然记录为用小型望远镜观察木星打开了一扇新窗口。
2010-09-09 astro-ph.EP
Earths are not Super-Earths, Saturns are not Jupiters: Imprints of pressure-bump planet formation on planetary architectures
本文提出压力凸块行星形成机制可解释观测中低质量行星（地球与超级地球）和巨行星（土星与木星）的质量均匀性二分现象，并预测超级地球倾向形成长链而木星系统终止于双星或三星。
2024-01-11 astro-ph.EP
Flux Enhancement of Slow-moving Particles by Sun or Jupiter: Can they be Detected on Earth?
由于太阳的引力透镜引起的聚焦作用，可能在地球上探测到能够只与引力相互作用的缓慢移动粒子。这些粒子所经历的偏转与其速度的平方成反比，因此它们的焦距将更短。我们调查这些缓慢移动的粒子的速度色散，源自遥远的点状源，施加上限和下限的速度，这样的粒子，以便他们被集中到地球上。我们发现，这种缓慢移动和非相互作用的粒子的通量必须有~0.01和~0.14倍的光速，$c$之间的速度。速度小于~0.01 c的粒子将经历太多的偏转而无法聚焦，尽管这样的单个粒子可以被检测到。在焦散处，放大因子可以高达~ 10 E +6。我们对这些粒子的质量施加透镜约束，以便用大于E-9 eV的大通量增强来检测它们。木星的近似质量密度分布被用来约束粒子速度的木星透镜。我们表明，木星可能会聚焦速度低至~0.001c的粒子，而太阳则不能。作为一种特殊情况，木星与太阳的完美对齐也被考虑在内。
2013-05-10 astro-ph.EP
TESS planets in known radial velocity cold Jupiter systems: Hot super Earth occurrence is enhanced by cold Jupiters
Tsinghua University（清华大学）；Westlake University（西湖大学）；University of Hawai‘i（夏威夷大学）
利用TESS凌星数据，研究已知冷木星系统中热超级地球的出现率，发现冷木星的存在使热超级地球出现率提高约6.5倍，且约91%的冷木星系统至少拥有一颗热超级地球。
2026-06-26 astro-ph.EP
In situ formation of hot Jupiters with companion super-Earths
观测已经证实了多行星系统的存在，其中包含一个热木星和较小的行星伴侣。例子包括WASP-47、Kepler-730和TOI-1130。我们研究形成这样的系统在原位使用$N$体模拟，包括一个现实的治疗碰撞，一个不断发展的原行星盘和偏心率/倾斜阻尼的行星胚胎的可扩展性。初始条件是使用两种不同的模型构建的巨行星的核心：“种子模型”和“等质量模型”。前者有一个更大的原行星放置在一个紧凑的配置多个小胚胎。后者仅由等质量的胚胎组成。对种子模型的模拟导致了包含热木星和超级地球的系统的形成。演化始终遵循四个不同的阶段：早期的巨大的影响;失控的气体吸积到种子原行星;磁盘阻尼主导的演化的胚胎轨道外部的巨人;后期的混乱阶段后，分散的气体盘。大约1%的等质量模拟形成了一个巨大的，并遵循相同的四相演化。等质量模拟的合成凌日观测提供了包含热木星和内部超级地球的系统的0.26%的发生率，类似于实际凌日调查的0.2%的发生率，但模拟的热木星很少被检测为单个凌日行星，与观测结果不一致。我们模拟的一个子集形成了两个近距离的巨人，类似于WASP-148系统。这里探讨的方案为形成具有不寻常架构的系统提供了一条可行的途径，但不适用于大多数热制冷剂。
2021-05-18 astro-ph.EP
Kepler-730: A hot Jupiter system with a close-in, transiting, Earth-sized planet
开普勒-730是一个行星系，拥有一个经过统计验证的热木星，轨道为6.49天，还有一个额外的凌日候选者，轨道为2.85天。我们使用APOGEE-2N仪器的光谱径向速度，Robo-AO对比曲线和盖亚距离估计来统计验证额外的地球大小的候选者的行星性质。我们执行天体物理假阳性概率计算的候选人使用现有的开普勒数据和支持的统计验证，使用径向速度数据，以排除一个家庭的可能的双星解决方案。利用恒星模型对主星半径的估计，我们分别计算了开普勒730 b和开普勒730 c的半径$1.100^{+0.047}_{-0.050}\ R_{Jup}$和$0.140\pm0.012\ R_{Jup}$（$1.57\pm0.13\ R_{\oplus}$）。开普勒730是第二个拥有热木星和内部凌日行星的紧凑系统。
2019-01-11 astro-ph.EP
An Excess of Jupiter Analogs in Super-Earth Systems
我们使用径向速度观测来寻找长周期的气体巨星同伴在系统托管内部超级地球（1-4 R_地球，1-10 M_地球）行星，以限制形成和迁移的情况下，这个人口。我们一致地重新拟合了65颗恒星的RV数据集，发现9个系统具有统计上显著的趋势，表明存在外伴星。我们将这些RV数据与AO图像相结合，以约束这些同伴的质量和半长轴。我们通过用幂律分布拟合样本来量化我们对长周期伴星存在的敏感性，发现0.5-20 M_Jup和1-20 AU的伴星出现率为39+/-7%。我们的系统中有一半是通过凌日方法发现的，另一半是通过RV方法发现的。虽然两个样本之间的RV基线和数据点的数量的差异导致不同的敏感性，以遥远的同伴，我们发现，在每个样本中的气体巨星同伴的出现率是一致的，在0.5 $σ$水平。我们比较了这些系统中木星类似物的频率与实地恒星调查的等效率，发现木星类似物在超级地球周围的恒星中更常见。我们的结论是，外部气体巨星的存在并不能抑制内部超级地球的形成，这两个行星群似乎是相关的。我们还发现，与气体巨星同伴的系统的恒星金属丰度高于那些没有同伴，在一致的公认的金属丰度相关性从RV调查场星。
2019-01-23 astro-ph.EP
The Change in Jupiter's Moment of Inertia due to Core Erosion and Planetary Contraction
我们探讨木星的归一化轴向转动惯量（NMOI）的变化，假设木星经历核心侵蚀。研究发现，木星的收缩和从30 M_地球的原始核心侵蚀20 M_地球的组合可以显著改变木星的NMOI随时间的变化。结果表明，木星的NMOI在其整个演化过程中可能从~0.235变化到~0.264。我们发现，动力学模型（Ward & Canup，2006，ApJ，640，L91）建议的NMOI值约为0.235，原则上与木星的原始内部结构一致。然而，低NMOI值只持续了木星演化的前10^6年。重新评估的动力学稳定性模型，以及更复杂的木星与核心侵蚀的演化模型似乎是必要的，以提供更强大的估计木星的原始NMOI。
2012-02-15 astro-ph.EP
The role of Jupiter in driving Earth's orbital evolution: an update
在未来的几十年里，预计会发现第一颗真正的类地系外行星。这些行星的特征将在确定哪些行星被选为寻找太阳系以外生命的目标方面发挥至关重要的作用。在表征和选择过程中将考虑的许多变量之一是所讨论的系外地球潜在气候变化的性质。在我们自己的太阳系中，地球的长期气候是由几个因素驱动的-包括生命对我们大气的改变影响，以及太阳光度的时间演变。太阳系中其他行星的引力影响增加了一个额外的复杂性-驱动米兰科维奇循环，这些循环被认为是导致过去几百万年来主导地球气候的一系列冰川和间冰期的原因。在这里，我们提出了一个大型的动力学模拟套件的结果，调查地球的米兰科维奇循环的巨大行星木星的影响。如果木星位于不同的轨道上，我们发现地球轨道的长期变化将显着不同。我们的研究结果说明了行星系结构的微小差异如何导致其中行星的潜在可居住性发生显著变化，并且是开发一种方法来解释我们太阳系以外行星上气候变化性质的重要第一步。
2015-11-19 astro-ph.EP
The Occurrence and Mass Distribution of Close-in Super-Earths, Neptunes, and Jupiters
行星如何形成以及类地行星有多常见的问题可以通过测量系外行星质量和轨道周期的分布来解决。我们报告的出现率近行星（轨道周期小于50天）的基础上精确的多普勒测量166个太阳类恒星。我们测量了随着行星质量（M）的减少而增加的行星出现。根据我们的测量结果，外推幂律质量分布，即df/dlogM = 0.39 M ^-0.48，预测23%的恒星都有一颗地球质量的行星（范围从0.5到2.0个地球质量）。行星形成的理论模型预测，在5到30个地球质量的范围内，轨道周期小于50天的行星数量不足。这一区域的参数空间实际上是很好的填充，这意味着这些模型需要大量的修订。
2010-10-31 astro-ph.EP
Early water delivery to terrestrial planet regions during the stages of Jupiter's formation and migration in the Grand Tack model
气体巨星的形成和随后的迁移可能会显著影响太阳系的物质混合。在这项研究中，我们使用N-体模拟来调查有多少水被输送到该地区的类地行星形成在木星的生长和迁移阶段的大塔克模型。我们发现木星的成长伴随着大量的物质输送，大量的水（基于最小质量太阳星云的初始微行星分布，大约是地球海洋质量的10倍）被输送到类地行星区域。在木星的迁移阶段，释放的总量进一步增加（总量约为地球海洋质量的10-40倍），这对模拟参数的依赖性较小。此外，在这些阶段，类地行星还没有完全发育成熟。因此，在这些早期阶段提供的水可以在原行星和/或地球生长的核心形成期间与金属铁相互作用。由于水分子中的氢可以溶解到它们的核心中，这可以解释目前地球核心中观察到的密度不足。值得注意的是，木星可能在解释非碳质（NC）和碳质（CC）陨石之间同位素组成的二分法中扮演着重要的“屏障”角色。这项研究的结果表明，木星的增长需要一些NC和CC材料的混合。
2023-02-01 astro-ph.EP
The Transit Spectra of Earth and Jupiter
近年来，天文学家对“热彗星”（如HD 189733 b）的凌日进行了大量观测，并对它们进行了建模，以得出大气结构和成分。随着测量技术的改进，像GJ 1214 b这样的“超级地球”的凌日光谱正变得越来越受约束，允许模型大气也适合这类行星。虽然目前还不可能限制像地球这样的小行星或像木星这样的冷行星的大气状态，但这可能在未来几十年内变得实用，如果是这样，确定我们可以从这些测量中推断出什么是有意义的。在这里，我们已经建立了大气模型的太阳系行星从0.4 - 15.5微米，是一致的地面和卫星观测，并从这些计算的主要过境和二次日食光谱（相对于太阳和典型的M-矮星），将观察到一个“远程天文台”，许多光年远。从这些光谱中，我们测试目前的检索模型可能推断出他们的大气，并将其与“地面真相”进行比较，以评估：a）在过境光谱观测的固有不确定性; b）初级过境和次级日食光谱的相对优点;和c）直接成像光谱的优点。我们发现，二次日食不能提供足够的信息，但一次凌日可以提供更好的信息。我们发现，木星在太阳前面的一次凌日可能被用来确定温度和平流层成分，但对于地球来说，只有当它绕着一颗M矮星运行时，才能确定平均大气成分。对于这两颗行星，我们注意到，直接成像与足够的零的光从母星提供了最好的方法来确定这类行星的大气特性。
2014-08-18 astro-ph.EP
Jupiter's influence on the building blocks of Mars and Earth
放射性定年法表明，火星在太阳系形成的前400万年吸积，这与木星的形成和可能的迁移相吻合。当来自原行星盘的星云气体仍然存在时，木星可能已经向内迁移，并在与土星3：2共振的情况下在1.5天文单位处被钉住。这种迁移激发了太阳系内部的行星组成部分，导致了广泛的混合和星子的移除。在这里，我们评估了火星构建块的合理性质，特别关注它的生长如何受到木星形成和迁移的影响。我们使用动力学模拟和同位素混合模型相结合的痕迹吸积的元素与不同的亲和力的金属。动力学模拟表明，木星的迁移导致地球和火星的吸积后期由于OC（普通球粒陨石）星子的损失而被EC型（顽火辉石球粒陨石）物质所主导。我们对SNC陨石同位素数据的分析表明，火星由大约68%的$^{+0}_{-39}$ EC + 32%的$^{+35}_{-0}$ OC组成（2σ）。巨大的不确定性表明，火星样本的同位素分析在大多数情况下太不精确，无法明确测试模型预测;特别是它仍然不确定火星是否在其形成历史的后期阶段主要吸积EC材料。动力学模拟也没有对火星的吸积历史提供明确的限制，因为火星胚胎展示了各种各样的动力学途径。目前的工作要求对SNC陨石中的亲铁元素（最明显的是Ni，Mo和Ru）进行新的同位素异常测量，以限制火星的吸积历史及其形成位置。
2018-05-23 astro-ph.EP
Jupiter - Friend or Foe? IV: The influence of orbital eccentricity and inclination
多年来，人们一直认为木星阻止了地球受到惩罚性的影响，这将极大地阻碍生命的发展。在这里，我们介绍了调查这一假设的一系列研究中的第四项。在此之前，我们研究了木星质量对地球撞击率的影响。在这里，我们扩展这种方法来考虑木星的轨道偏心率和倾角的影响。我们首先考虑木星的轨道偏心率比我们的太阳系稍高或稍低的情况。我们发现，木星的轨道偏心率起着温和的作用，在确定在地球上的影响通量，更多的偏心轨道导致更高的小行星的影响率比更圆的轨道。这在高质量的“木星”上尤为明显。对于短周期彗星来说，同样的影响也很明显，尽管程度较轻。短周期彗星撞击地球的通量在木星轨道偏心率更高的情况下略高。我们还考虑了木星轨道倾角大于我们太阳系的情况。木星轨道倾角的增加大大增加了小行星撞击物的流量。然而，在测试的最高倾角下，对小行星带的破坏是如此之大，以至于在天文学上短暂的时间后，小行星带将完全耗尽。因此，在这样一个系统中，小行星体经过一段最初的强烈轰击后，其撞击通量将非常低。相比之下，木星倾角对短周期彗星撞击的影响非常小。在这项工作中考虑的中等倾角和大倾角情况下，撞击通量略有减少-5度和25度倾角的结果基本相同。
2011-11-14 astro-ph.EP
Quantifying the Influence of Jupiter on the Earth's Orbital Cycles
未来几年将发现大量地球大小的系外行星，这将为寻找太阳系以外的生命提供大量的候选目标。目标选择过程将需要利用所有现有信息，以最大限度地提高目标清单的可靠性，并最有效地利用后续资源。在这里，我们提出了一套$n$体模拟的结果，证明了在何种程度上的太阳系的轨道结构影响地球的轨道要素的变化。通过改变木星的轨道，并保持其他行星的初始轨道不变，我们展示了太阳系结构的微妙变化如何改变地球的轨道演变--这是米兰科维奇循环的一个关键因素，它改变了太阳日射的数量和分布，从而推动了我们星球上周期性的气候变化。地球现代轨道周期的振幅和频率落在我们考虑的所有参数运行中看到的范围的中间-既不异常快也不异常慢，也不异常大也不异常小。这一发现与“稀土”假说背道而驰，该假说认为地球上的条件非常不寻常，其他地方基本上不可能有生命。我们的研究结果强调了新发现的系外行星系统的动力学模拟如何被用作评估生物特征搜索的潜在目标的额外手段，从而有助于将生命搜索集中在最有希望的目标上。
2019-12-04 astro-ph.EP
Delivery of water and volatiles to the terrestrial planets and the Moon
通过模拟行星影响下的微行星盘的演化，已经表明从木星轨道以外输送到地球的水的质量可以与陆地海洋的质量相媲美。相当一部分的水可能已经被输送到地球的胚胎，当它的质量小于地球的当前质量。当地球胚胎的质量增长到目前地球质量的一半时，输送到胚胎的水的质量可能是从木星和土星的补给区输送到地球的水总量的近30%。陆地海洋的水可能是由几个来源的水混合而成的结果，这些水具有较高和较低的D/H比。从木星轨道外输送到金星的水的质量几乎与地球相同，如果归一化为行星的单位质量。输送到火星的水的单位质量是地球的两到三倍。从木星轨道以外输送到月球的水的质量可能比地球少20倍。
2020-03-22 astro-ph.EP
Evidence for a high mutual inclination between the cold Jupiter and transiting super Earth orbiting $π$ Men
$π$ Men拥有一颗由TESS发现的凌日超级地球（$P\approx6.27$ d，$m\approx4.82$ $M_{\oplus}$，$R\approx2.04$ $R_{\oplus}$）和一颗由径向速度发现的冷木星（$P\approx2093$ d，$m \sin I\approx10.02$ $M_{\rm{Jup}}$，$e\approx0.64$）。我们使用盖亚DR 2和依巴谷天体测量来推导由轨道行星引起的恒星速度，并限制冷木星的天空投影倾角（$I_b=41-65^{\circ}$）。由此，我们推导出两颗行星之间的相互倾角（$ΔI$），并发现$49^{\circ}< ΔI < 131^{\circ}$（1 $σ$）和$28^{\circ} < ΔI < 152^{\circ}$（2 $σ$）。我们研究的动态系统使用$N$体模拟，并发现，潜在的大振荡的超级地球的偏心率和倾角被抑制的广义相对论进动。然而，内部轨道绕不变平面的节进导致超级地球只在7- 22%的时间内过境，并且通常被观察为与恒星自转轴不对齐。我们对HAT-P-11重复了我们的分析，在它的近距离海王星和冷木星之间发现了一个大的$ΔI$，以及类似的动力学。$π$ Men和HAT-P-11是动力热的外行星激发其内行星的系统的主要例子，其影响是增加行星偏心率，行星-恒星错位，并可能减少凌日多重性。这些系统的形成可…
2020-08-06 astro-ph.EP
Migrating Jupiter up to the habitable zone: Earth-like planet formation and water delivery
一些观测工作已经表明，在类太阳恒星周围存在着覆盖着广泛的半长轴的质量为1000的行星。我们的目标是分析周围的行星形成过程的太阳类恒星，主机在中等距离范围从$\sim$ 1 AU到2 AU的一个小行星质量的行星。我们的研究重点是类地行星的形成和演化以及系统宜居带（HZ）的水输送。我们的目标也是分析所产生的系统的长期动态稳定性。一个半解析模型被用来定义一个原行星盘的属性，产生一个银星质量的行星周围的雪线，这是位于$\sim$ 2.7天文单位的太阳质量的恒星。然后，它被用来描述胚胎和星子在气相中的演化，直到形成的100亿质量的行星，我们使用的结果作为初始条件，进行行星吸积的N体模拟。我们的模拟产生了三种不同类型的行星在HZ：“水世界”，与质量之间的2.75 $M_{\oplus}$和3.57 $M_{\oplus}$和水含量的58%和75%的质量，类地行星，质量范围从0.58 $M_{\oplus}$到3.8 $M_{\oplus}$和水含量小于1.2%的质量，和“干世界”，模拟显示没有水。一个相关的结果表明，在HZ中，一颗质量为1000亿美元的行星和一颗类地行星有效共存，其中水的质量百分比与地球相当。此外，我们的研究表明，这些行星系至少在1 Gyr内是动态稳定的。在太阳型恒星周围1.5 au - 2 au处有一颗质量为1000亿的行星的系统具有天体生物学的意义。这些系统很可能在HZ中拥…
2017-08-01 astro-ph.EP
Hot Super Earths: disrupted young jupiters?
最近的{ \em Kepler}观测显示，在$0.02-0.2$ AU的内部，有大量的地球大小到海王星大小的“热”行星。我们认为，这些较小的行星是大质量巨行星的残余物，它们向内迁移的速度比它们收缩的速度要快。我们表明，这种破坏自然发生在行星形成的潮汐缩小假说的框架。我们发现，这种“热破裂”发生的特征行星-恒星分离是$R \approx 0.03-0.2$ AU。这个结果与行星的胚胎质量无关，但取决于圆盘中的吸积速率。在高增长率下，$\dot M \simgt 10^{-6}\msun$ yr $^{-1}$，胚胎不能足够快地收缩并被破坏。在后期，当生长速率下降到$\dot M \simlt 10^{-8} \msun$ yr $^{-1}$时，胚胎迁移足够慢而不被破坏。这些“迟到者”也许可以解释众所周知的热木星人口。如果I型迁移机制效率低下，那么我们的模型预测，当迁移率突然从II型转换到I型时，在$R\sim 0.1$ AU处会有行星堆积。
2011-03-09 astro-ph.EP
LAMOST telescope reveals that Neptunian cousins of hot Jupiters are mostly single offspring of stars that are rich in heavy elements
我们发现了一群短周期的海王星大小的行星，它们与热彗星有着关键的相似之处：这两个种群都优先由富含金属的恒星承载，并且都优先在开普勒系统中发现，只有一颗凌日行星。利用精确的主序星LAMOST DR 4恒星参数，研究了短周期1d < P <10 d开普勒行星的分布与主星金属丰度的关系。富金属恒星周围的行星半径分布比贫金属恒星周围的行星半径分布更“膨胀”。在两个周期半径区域中，行星优先居住在富含金属的恒星周围，而几乎没有任何行星围绕金属贫乏的恒星。一个是众所周知的热彗星，另一个是海王星大小的行星（2 R_Earth <~ R_p <~ 6 R_Earth），被称为“Hoptunes”。和热彗星一样，Hoptunes更频繁地出现在有单个凌日行星的系统中，尽管Hoptunes的倍数比热彗星大。大约1%的太阳型恒星拥有“Hoptunes”，Hoptunes和热彗星的频率随着[Fe/H]的函数而呈一致的趋势增加。在行星的半径分布中，热木星和霍普顿之间有一个大约土星大小的“谷”（在6 R_Earth <~ R_p <~ 10 R_Earth的范围内），这个“热土星谷”代表了与热木星和霍普顿相比，行星频率大约降低了一个数量级。Hoptunes和热彗星之间的经验“亲属关系”表明可能共同的过程（迁移和/或形成）负责他们的存在。
2018-01-22 astro-ph.EP
55 Cancri (Copernicus): A Multi-Planet System with a Hot Super-Earth and a Jupiter Analogue
巨蟹座55号恒星是最早发现的系外行星宿主之一，这个系统中的每一颗行星都是非凡的。行星b和c处于接近1：3的共振状态。行星d的轨道周期为14.5年，是已知的气态巨行星轨道周期最长的行星之一。行星e的质量是8 M？并穿过这颗明亮的恒星，为系外行星的内部结构和大气成分建模提供了一个独特的案例。行星f位于恒星的宜居带。如果行星近似共面，那么由于有一颗凌日行星，这是一个多普勒技术基本上测量行星真实质量的系统，而不仅仅是Msin i。这个系统的行星发现的发展历史提供了一个很好的例子，说明了理解恒星对理解行星的挑战和重要性。
2018-07-31 astro-ph.EP
Embryo impacts and gas giant mergers I: Dichotomy of Jupiter and Saturn's core mass
在土星、天王星和海王星的气体包层内部，有质量大于10个地球质量的高密度核心。根据传统的连续吸积假说，这种巨大的核心是需要有效的吸积的气体信封的开始。然而，木星的气体包层质量更大，而核心的质量可能比土星的小。为了解释木星和土星的结构多样性和超太阳金属丰度，我们研究了它们可能与其他气体巨星合并或在其封套快速吸积期间或之后消耗几个地球质量的原行星胚胎的可能性。一般来说，撞击地球质量以下的微行星在气体巨星的包层中解体，将重元素沉积在核心之外，并局部抑制对流。因此，它们的碎片沉积以促进岩心的生长。通过一系列的数值模拟，我们证明了碰撞的超地球质量胚胎到达气体巨星的核心是可能的。直接的抛物线碰撞也会导致气体巨星的合并和核心的合并。在这些情况下，撞击释放的能量导致整个包层的强烈对流运动和核心的侵蚀。这种二分法有助于观察到木星和土星以及其他气体巨行星和其他地方之间的内部结构和大气成分的分散。
2010-07-27 astro-ph.EP
Molecular Cross Sections for High Resolution Spectroscopy of Super Earths, Warm Neptunes and Hot Jupiters
高分辨率光谱学（HRS）已被用于检测高温大气中的一些物质。这种检测的关键是准确和精确地模拟光谱，用于与R $\gtrsim$ 20，000观测值的互相关。需要最新一代的不透明度，其形成使用这种光谱的高信噪比检测的基础。在这项研究中，我们提出并公开提供截面为六种分子，H $_2$ O，CO，HCN，CH $_4$，NH $_3$和CO $_2$使用最新的线列表最适合低和高分辨率光谱。我们重点研究了红外（0.95-5~ $μ$ m）和500-1500~K之间的光谱特征，这些物种具有较强的光谱特征。我们使用最新的H $_2$和He压力展宽，在超级地球、温暖的海王星和热的海王星的光球的典型压力和温度的网格上生成这些截面。我们通过模拟三颗具有代表性的系外行星GJ~1214~b、GJ~3470~b和HD~189733~b，突出了它们最突出的红外光谱特征，这三颗行星的温度、质量和半径都有很大的变化。此外，我们验证了线列表的H $_2$ O，CO和HCN与以前的高分辨率观测的热中子。然而，我们无法检测CH $_4$与我们的新的截面的HRS观测HD~102195~b。这些高精度的不透明度对于HRS的大气探测至关重要，并且将随着新数据的可用而不断更新。
2020-04-08 astro-ph.EP
Possible Outcomes of Coplanar High-eccentricity Migration: Hot Jupiters, Close-in Super-Earths, and Counter-orbiting Planets
我们研究了近共面偏心分层三元系统中近距离行星的形成，通过内部行星和外部扰动之间的长期相互作用（共面高偏心率迁移，CHEM）。通过考虑内行星的有限质量效应，我们推广了以前关于仅通过引力相互作用的点质量的成功CHEM的分析条件的工作。我们发现有效的CHEM要求系统的m_1<<m_0和m_1<<m_2。除了点质量的重力，我们研究的重要性，短程力，并提供了一个分析估计的迁移时间尺度。我们进行了一系列的数值模拟CHEM系统组成的一个太阳般的中心恒星，巨大的气体内行星和行星外扰动，包括短程力和恒星和行星耗散潮汐。我们发现，大多数这样的系统最终与潮汐中断，一小部分的系统产生的逆热扰动（HJ），但没有逆行的。此外，我们将CHEM扩展到超地球质量范围，并表明在近地轨道上形成超地球也是可能的。最后，我们进行了CHEM模拟所观察到的分层三重和反轨道HJ系统。我们发现CHEM可以解释部分前系统，但它通常是很难重现反轨道HJ系统。
2016-12-19 astro-ph.EP
The influence of Jupiter, Mars and Venus on Earth's orbital evolution
在未来的几年里，很可能会发现第一个潜在的类地行星围绕其他恒星运行。一旦发现，这些行星的特征将在确定哪些行星将被选为寻找太阳系以外生命的第一个目标方面发挥至关重要的作用。因此，我们必须能够衡量影响潜在行星可居住性的各种因素的相对重要性，以便最好地集中搜索。在这一过程中需要考虑的众多因素之一是所讨论的系外地球的气候变化。在太阳系中，地球的长期气候是由几个因素驱动的，包括生命对我们大气层的影响，以及太阳光度的时间演变。太阳系中其他行星的引力影响增加了一个额外的复杂性，驱动了米兰科维奇循环，这些循环被认为是导致过去几百万年来主导地球气候的一系列冰川和间冰期的原因。在这里，我们提出了三套集成的初步结果，一起研究太阳系建筑对地球的米兰科维奇循环的影响。我们分别考虑木星、火星和金星的影响，它们都对地球轨道演化的作用力有贡献。我们的研究结果说明了一个给定的行星系的结构的微小变化如何导致其中行星的潜在可居住性发生显着变化，并且是开发一种方法的重要的第一步，通过这种方法可以描述我们太阳系以外行星上气候变化的性质。
2017-08-11 astro-ph.EP
Make Super-Earths, Not Jupiters: Accreting Nebular Gas onto Solid Cores at 0.1 AU and Beyond
半径为1- 4 $R_\oplus$的近距离超级地球可能拥有氢气氛，其岩石核心的质量只占几个百分点。我们确定的条件下，这种气氛可以吸积的核心从他们的父母拱盘。从星云吸积是有问题的，因为它是太有效：我们发现，10- $M_\oplus$核心嵌入太阳金属盘往往经历失控的气体吸积和爆炸成彗星，无论轨道位置。在$\sim$ 0.1天文单位处，失控的威胁尤其可怕，在那里固体可能会在比气体清除时间短的时间尺度上凝结;因此，在近轨道上的新生大气不太可能受到星子吸积的支持。失控吸积的时间很好地近似于大气最内层对流区的冷却时间，其程度由H $_2$解离的位置控制。尽管表征H $_2$解离的温度是通用的，核心不稳定性的时间尺度往往不随轨道距离而变化-并且对于10- $M_\oplus$核心来说是惊人的短。尽管如此，在参数空间的灌木丛中，我们确定了两种情况，不相互排斥，可以重现在$\sim$ 0.1 AU的超级地球的质量大气层的优势，同时仍然确保在$\gtrsim 1$ AU形成彗星。情景（a）：行星形成于尘埃-气体比率从0.1天文单位的$\sim$ 20 $\times$太阳能到5天文单位的$\sim$ 2 $\times$太阳能的圆盘中。情景（b）：由原核合并形成的超级地球核心的最终组装--
2014-12-08 astro-ph.EP
In Situ Formation and Dynamical Evolution of Hot Jupiter Systems
热彗星是太阳系外的巨大行星，其轨道周期短于10天，长期以来一直被认为是在大的径向距离上形成的，只是随后经历了长距离的向内迁移。在这里，我们提出，在与此相反的图片，相当大一部分的热木星人口形成原位通过核心吸积过程。我们表明，在适当的条件下的内部区域的原行星盘，快速的气体吸积可以启动的超级地球类型的行星，包括10-20地球质量的耐火组合物材料。一个原位形成的假设导致了可测试的结果，包括热彗星应该经常伴随着周期短于100天的额外的低质量行星的预期。我们的计算进一步表明，在行星系生命早期阶段的动力学相互作用应该会增加这些同伴的倾向，使凌日变得罕见。高精度的径向速度监测为它们的探测提供了最好的前景。
2016-08-03 astro-ph.EP
The formation of Jupiter by hybrid pebble-planetesimal accretion
巨型行星形成的标准模型是基于一个成长中的行星胚胎的固体吸积，一旦行星超过所谓的临界质量，就会迅速吸积气体。然而，吸积固体的主要尺寸（厘米大小的粒子称为卵石或公里至数百公里大小的物体称为星子）是未知的。最近，对陨石中同位素的高精度测量为早期太阳系存在两个水库提供了证据。在太阳系开始形成后的约100万年到约300万年之间，这些储层一直处于分离状态。这种分离被解释为木星的增长和成为物质运输的障碍。在这个框架下，木星在约100万年内达到约20个地球质量，并在随后的200万年内缓慢增长到约50个地球质量，然后达到今天的质量。木星在达到20个地球质量后减慢生长至少200万年的证据令人困惑，因为这种质量的行星预计会引发快速失控的气体吸积。在这里，我们使用理论模型来描述允许这种缓慢吸积的条件，并表明木星在三个不同的阶段中生长。首先，快速的卵石吸积带来了木星核心质量的主要部分。第二，在200万年期间，缓慢的星子吸积提供了阻碍失控气体吸积所需的能量。第三，失控的气体吸积进行。因此，卵石和微行星在木星的形成中扮演着重要的角色。
2018-09-14 astro-ph.EP
Jupiter - friend or foe? II: the Centaurs
长期以来，人们一直认为木星是一个巨大的盾牌，大大降低了小天体对地球的撞击率，从而使生命能够在一个不太敌对的碰撞环境中发展和进化。然而，在过去，很少有工作已经进行了审查的有效性，这一想法。在系列论文的第二篇中，我们研究了类半人马座轨道上的物体造成的撞击风险在多大程度上受到巨型行星存在的影响，以继续努力充分了解地球上生命发展的撞击机制。半人马座占据木星以外的轨道，起源于延伸到海王星以外的埃奇韦尔-柯伊伯带。这些巨大的行星使半人马座小行星变得渺小，并将相当大一部分送入内太阳系，在那里它们成为可见的短周期彗星。在这项工作中，我们提出的结果表明，一个巨大的行星的存在可以采取行动，显着改变短周期彗星对地球的影响率，和一个巨大的行星往往实际上大大增加了影响流量，这将是预期的，如果它不存在。（摘要的简化版本）
2009-03-19 astro-ph.EP
Earth-based Stellar Occultation Predictions for Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune, Titan, and Triton: 2023-2050
本研究基于Gaia DR3星表与2MASS近红外K波段测光数据，给出2023-2050年六颗外太阳系天体的地基恒星掩星预测，统计了事件数量、可观测区域等信息，为外太阳系大气与环系统的十年尺度演化研究提供支撑。
2023-07-25 astro-ph.EP
Dynamics of Colombo's Top: Tidal Dissipation and Resonance Capture, With Applications to Oblique Super-Earths, Ultra-Short-Period Planets and Inspiraling Hot Jupiters
本文对行星在潮汐耗散和外部伴星引力扰动共同作用下的自旋演化进行了全面的理论研究。这样的“自旋+伴星”系统（称为科伦坡顶）出现在许多行星环境中。潮汐力矩（驱动自旋-轨道对齐和同步）和来自伴星的引力力矩（驱动行星的轨道进动）之间的竞争产生了两种可能的自旋平衡（“潮汐卡西尼平衡”，tCE），它们是稳定和吸引的：“简单”tCE 1，通常具有较低的自旋重复性，和“共振”tCE 2，可以具有显著的重复性。后者是由自旋轨道共振引起的，当潮汐对准力矩强于伴星的岁差力矩时，它会被打破。我们描述了任意初始自旋方向的行星自旋的长期演化（包括星等和旋度），并发展了一种新的理论方法来解析地获得由潮汐耗散驱动的共振俘获几率.将我们的一般理论结果应用于系外行星系统，我们发现具有外部伴星的超级地球（SE）可能有很大的概率被困在高密度tCE 2中，假设SE具有广泛的原始密度。我们还评估了最近提出的“潮汐”的超短周期地球质量的行星的形成和热木星WASP-12 b的轨道衰变的情况。我们发现，在这两种情况下，共振捕获到tCE 2的概率一般是低的，这样一个高的dielity状态可以很容易地打破所需的轨道衰变。
2021-11-03 astro-ph.EP
The Precise and Powerful Chaos of the 5:2 Mean Motion Resonance with Jupiter
这项工作重新审视了位于$a\sim 2.82$ AU外带的木星5：2平均运动共振的动力学。首先，我们计算动力学映射揭示了共振内部混沌的精确结构。有兴趣验证的混沌结构作为自然运输路线的来源，我们还整合了1000个无质量粒子最初放置在他们和跟踪他们的轨道历史高达500万年。其中99.5%的粒子成为近地天体，23.4%的粒子迁移到地球半长轴1AU以下，57%以上的粒子进入希尔球。我们还观察到一个由$q \simeq 2.6$ AU近日点距离定义的边界，粒子沿着该边界逃离太阳系。
2016-12-01 astro-ph.EP
Inner Super-Earths, Outer Gas Giants: How Pebble Isolation and Migration Feedback Keep Jupiters Cold
大多数气体巨星（质量为$\gtrsim10^2 M_\oplus$的行星）被发现居住在距离其宿主恒星超过$\sim1$ au的地方。在1天文单位内，行星人口以$2-20 M_\oplus$的超级地球为主。我们表明，这种内部的超级地球和外部的气体巨星之间的二分法可以自然地解释，如果他们形成在近无粘性磁盘。在层流盘中，行星可以更容易地将盘中的气体排斥出轨道。行星轨道内气体堆积产生的反馈扭矩会减缓并最终阻止迁移。行星轨道外的一个压力凸起捕获了鹅卵石和固体，使核心挨饿。气态巨行星出生时很冷，并且保持很冷：更大质量的核心优先在更远的距离形成，并且它们几乎不会在磁盘反馈下迁移。我们证明了这一点，使用2D流体动力学模拟磁盘行星相互作用持续长达$10^5$年：我们跟踪行星迁移和卵石吸积，直到两者都来结束磁盘反馈。核心是否经历失控的气体吸积成为气体巨星，是通过计算一维气体吸积模型来确定的。我们的模拟表明，在一个无粘性的最小质量的太阳星云，气体巨星不形成内$\sim$ 0.5 AU，也不能迁移到那里，而磁盘存在。我们还探讨了对盘质量的依赖性，并发现气体巨星在更远的地方形成质量较小的盘。
2018-05-16 astro-ph.EP
Constructing a refined model of small bodies in the solar system - I. The Jovian Trojans
瞄准为了发展现代行星历表，我们构造了一个新的弧模型来表示木星特洛伊引起的全球扰动。方法.木星特洛伊被分为两组：（1）226个最大的特洛伊，它们的绝对星等为$H<11$，有很好的质量，被当作独立的天体来处理;（2）剩下的小特洛伊，它们的绝对星等为$H\geqslant11$，被分别以木星的L4和L5点为中心的两个离散弧所模拟。在此基础上，推导出了弧的总质量、质量比和空间分布等参数。对拟合参数的不确定性也被考虑在内。结果我们发现，所有木星特洛伊的总质量，包括未被发现的，最有可能是$1.861\times 10^{-5}$地球质量。然后，在2014-2114年的时间间隔内，地球-火星距离引起的特洛伊人口的全球扰动数值估计约为70米。并给出了一个简单的解析表达式。然而，对于火星和木星的卫星来说，由于木星特洛伊的扰动，地球和卫星之间的距离变化可能更加显著，在一个世纪内达到数万米。
2018-04-26 astro-ph.EP
From Hot Jupiters to Super-Earths via Roche Lobe Overflow
通过缓慢旋转的主恒星中的潮汐耗散，许多热彗星的轨道可能衰减到洛希极限。我们预计在大多数情况下，随后的传质将是稳定的。使用详细的数值计算，我们发现这种演变是相当迅速的，可能会导致完全删除的气体信封在几个Gyr，并留下一个暴露的岩石核心（“热超级地球”）。最后的轨道周期对行星的质量半径关系的细节以及辐射和光蒸发的影响非常敏感，但可能短至几小时，长至几天。我们的方案预测存在中等质量的行星（“热海王星”），这些行星应该精确地在它们的洛希极限处被发现，并且正在通过洛希瓣溢出而失去质量。开普勒观测到的小型单行星候选系统的过剩也可能是这一过程的结果。如果是这样的话，它们的宿主星的性质应该会跟踪热彗星的性质。此外，产生热彗星的系统数量可能比从当代观测中推断的要多2-3倍。
2014-08-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Empirical evidences for a planetary modulation of total solar irradiance and the TSI signature of the 1.09-year Earth-Jupiter conjunction cycle
利用1978年以来由ACRIM和PMOD卫星提供的太阳总辐照度（TSI）时间序列资料，对TSI时间序列进行了分析。我们发现行星引起的强迫和调制太阳活动的经验证据。功率谱和直接数据模式分析揭示了1.09年地球-木星合相周期的清晰特征，特别是在太阳活动周期23的最大值期间。这似乎表明，在太阳活动极大期，太阳的木星一侧稍微亮一些。当地球每1.09年穿过太阳-木星合线时，就会观察到这种效应。在TSI记录中观察到多个光谱峰，这些光谱峰与已知的行星谐波相一致，例如水星、金星、地球和木星之间的春季、轨道和会合周期：水星-金星春季潮汐周期（0.20年）;水星轨道周期（0.24年）;金星-木星大潮周期金星-水星会合周期（0.40年）;金星-木星会合周期（0.65年）;以及金星-地球春季潮汐周期（0.80年）。强有力的证据也发现了一个0.5年的TSI周期，这可能是由地球每年两次穿越太阳赤道平面驱动的，并可能表明纬度太阳光度不对称。由于春季和会合的行星周期似乎是本和TSI签名的振幅出现在太阳黑子周期最大值增强，我们推测，在年度和次年度尺度的引力和电磁行星太阳相互作用和内部非线性反馈可能调制太阳活动。引力潮汐力应该主要强调弹簧周期，而电-磁力可能与太阳摆动动力学有关，并将主要强调会合周期。
2013-07-29 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Efficiency of Hydrodynamic Atmospheric Escape in Hot Jupiters and Super Earths
University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Imperial College London（帝国理工学院）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）
研究通过建模热木星和超级地球中氢和氦的逃逸，揭示分子冷却对大气维持的重要性。
2025-11-19 astro-ph.EP
Mass-Loss Evolution of Close-In Exoplanets: Evaporation of Hot Jupiters and the Effect on Population
在其演化过程中，短周期系外行星可能会由于来自其宿主恒星的强烈XUV（X射线和极紫外线）辐射而通过大气逃逸而失去包层质量。由轨道演化或强烈的大气逃逸引起的罗奇瓣溢出也会导致质量损失。为了研究质量损失对内行星种群的影响，我们计算了热彗星的演化，考虑了它们的包层质量损失和热收缩。质量损失被认为是发生通过XUV驱动的大气逃逸和以下的罗氏瓣溢出。质量损失的失控效应导致了种群的二分法：保留信封的热彗星和信封完全丢失的超级地球。演化主要取决于行星的核心质量，而对迁移历史的影响很小。在核心较小（约10个地球质量）的热木星中，失控的大气逃逸和随后的洛希瓣溢出可能会产生亚木星沙漠，正如在行星种群的质量和半径分布中所观察到的那样。将我们的结果与形成情景和观察到的系外行星种群进行比较，我们提出，近轨道系外行星的种群是通过捕获原行星盘内边缘的行星和随后的亚行星蒸发形成的。
2014-01-11 astro-ph.EP
The Earth transiting the Sun as seen from Jupiter's moons: detection of an inverse Rossiter-McLaughlin effect produced by the Opposition Surge of the icy Europa
我们报告了2014年1月5日从木星上看到的地球在太阳上的过境之后的多波长观测活动。同时观测木星的卫星木卫二和木卫三，使用来自智利拉西拉的HARPS和来自加那利群岛拉帕尔马的HARPS-N，使用与2012年金星凌日成功采用的相同技术（Molaro等人，2013年）测量由于地球通过而引起的Rossiter-McLaughlin效应。径向速度的预期调制约为20 cm/s，但检测到高达38 m/s的异常漂移，即高出两个数量级以上且符号相反。两个光谱仪的一致行为排除了径向速度漂移的仪器来源，BiSON观测排除了对太阳磁活动的可能依赖。我们认为，这种异常是由木卫二的冰面上的反对派浪涌，它放大了太阳辐射的强度，从太阳表面的一部分，围绕交叉地球，然后可以观察到一种逆罗斯特-麦克劳克林效应。事实上，这种效应的简化模型可以详细解释观测到的径向速度异常的大部分特征，即凌日前后的延伸、两个观测站之间的微小差异以及更靠近地球通道的次峰的存在。这种现象是第一次在这里观察到的，每次类似的地球对齐发生在没有大气层的岩石体上时都应该观察到。我们预测它应该在2026年地球和木星的下一次结合中再次被观察到。
2015-09-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Accuracy tests of radiation schemes used in hot Jupiter global circulation models
全球环流模式（GCM）中辐射输运的处理对于正确描述地球和系外行星的大气动力学过程至关重要。双流近似和相关k方法是目前应用于地球和热木星GCM辐射方案的最先进的近似方法，以便于快速计算通量和加热率。他们的准确性已经过广泛的测试，类似地球的条件下，但验证的方法的适用性，以热的类超导体的条件是缺乏文献。我们正在适应英国气象局的GCM，统一模型（UM），为研究热对流层，并在这项工作中提出的适应爱德华-斯林戈辐射计划的基础上的双流近似和相关k方法。我们讨论了高温谱线的吸收系数的计算，并强调了压力加宽谱线宽度的大的不确定性。我们比较通量和加热速率与我们的适应计划，更准确的离散纵坐标（DO）线的线（LBL）计算忽略散射的影响。我们发现，在大多数情况下，误差保持在10%以下的加热速率和通量使用~ 10 k系数在每个波段和扩散系数D = 1.66。双流近似和相关k方法都对总误差有不可忽略的贡献。我们还发现，使用带平均吸收系数，这是以前使用的热木星的辐射流体动力学模拟，可能会产生约100%的误差，因此应谨慎使用。
2014-02-18 astro-ph.EP
Runaway greenhouse effect on exomoons due to irradiation from hot, young giant planets
开普勒太空望远镜已经探测到小到地球月球的物体的凌日，小到0.2地球质量的卫星可以通过其宿主行星的凌日时间和凌日持续时间的变化在开普勒数据中探测到。在恒星宜居带（HZ）的巨型行星周围，如此巨大的卫星可以作为地外生命的栖息地。在这里，我们评估了由于来自地球的广泛加热，系外卫星处于失控温室（RG）状态的危险。我们应用预先计算的巨行星的演化轨迹来计算月球上入射的行星辐射作为时间的函数。恒星通量的总能量预算，从行星的照明，和潮汐加热的卫星相比，月球的临界通量经历RG效应。一颗质量为13亿木星的行星照射到一颗地球大小的卫星上，距离木星半径为10倍，可以在月球上驱动RG状态约2亿年。如果加上相当于地球从太阳接收到的恒星照明，RG大约维持5亿年。在1000万年后，行星的可居住边缘向内移动了大约6个行星半径。在轨道偏心率为0.1的外卫星会经历强烈的潮汐加热;它们必须在1亿年后（分别在恒星HZ的内边界和外边界）绕着一个13亿木星质量的宿主运行，超过29或18木星半径，并且在1亿年后超过13木星半径（在两种情况下）才能居住。如果一个大约地球大小的卫星将在一颗巨大行星的轨道上被探测到，如果这个双星将在恒星HZ轨道上运行，那么恢复月球的轨道历史将是至关重要的。如果这样一颗卫星围绕着一颗质量为13亿木星的行星，至少在最初的几亿年里，它与它的宿主的距离已经超过了20个木星半径，那么它可能已经失去了大量的初始蓄水…
2013-11-01 astro-ph.EP
Sub-Neptunes Show a Stronger Correlation with Cold Jupiters than Super-Earths Especially in Metal-rich Systems
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；CSST Science Center for the Guangdong-Hong Kong-Macau Great Bay Area, Sun Yat-sen University（中山大学粤港澳大湾区深空探测科学中心）；Institute for Astronomy, University of Hawai’i（夏威夷大学天体物理研究所）
研究发现，在金属丰富的系统中，亚 Neptune 与冷巨行星存在显著正相关，而超级地球则无此相关性，揭示了恒星金属度对行星架构的关键作用。
2026-05-11 astro-ph.EP
Effects of variable eccentricity on the climate of an Earth-like world
开普勒时代的系外行星发现为天文学界提供了一个与我们居住的系统非常不同的行星系的聚宝盆。人们早就知道木星在火星的轨道参数和气候中起着重要作用，但人们也长期认为，如果不是因为它的大卫星，木星也会对地球发挥类似的作用。使用一个三维大气环流模式（3-D GCM）与完全耦合的海洋，我们模拟会发生什么样的气候的地球一样的世界，如果火星不存在，但一个类似行星更接近地球的轨道。我们调查了两种情况，涉及类地行星的轨道偏心率从0- 0.283超过6500年，从0- 0.066的时间尺度为4500年的演变。在这两种情况下，我们发现，他们将保持相对温和的气候在模拟的时间尺度。随着我们继续调查天空，将发现多行星系统中更多的类地行星，本文的结果表明，大型气体巨行星的接近可能在这些世界的可居住性中发挥重要作用。这是第一个这样的三维GCM模拟使用一个完全耦合的海洋与行星轨道，随着时间的推移，由于一个巨大的行星的存在而演变。
2016-12-22 astro-ph.EP
A Super-Earth caught in a trap
这篇论文是Pierens & Nelson（2008）工作的延伸，他们研究了嵌入原行星盘中的双行星系统的行为。他们把一颗木星质量的气体巨星放在内部轨道上，把一颗质量较低的行星放在外部轨道上。我们在这里考虑一个类似的问题，考虑一个质量在0.5到1木星质量范围内的气体巨星和一个超级地球作为最外层的行星。通过改变盘的参数和行星的质量，我们已经成功地得到收敛迁移，这使得它们的共振锁定的可能性。然而，在气体巨星具有木星质量的情况下，在任何平均运动一阶可压缩性可以实现之前，当超级地球非常接近巨行星打开的间隙边缘时，它被捕获在陷阱中。这证实了Pierens & Nelson（2008）在其模拟中获得的结果。此外，我们发现，在一个非常薄的磁盘，在系统中观察到的拱点共振，如果超级地球被捕获在陷阱。此外，小行星的离心率仍然很低，而气体巨星的离心率由于林德布拉德和共转共振之间的不平衡而略有增加。我们还研究了类似的系统，其中气体巨星被允许采取亚木星的质量。在这种情况下，在对所有可能的参数进行广泛的调查之后，我们成功地得到了仅在具有低纵横比和低表面密度的盘中的1：2平均运动谐振配置。然而，共振仅维持了几千个轨道。因此，我们的结论是，对于典型的原行星盘的平均运动的可重复性是罕见的，如果超级地球位于外部轨道相对于气体巨星。（节略）
2009-05-14 astro-ph.EP
Eccentricity Evolution of Warm Jupiters: The Role of Distant Perturbers and Nearby Companions
Anhui Normal University（安徽师范大学）
本研究通过N体模拟揭示远距离扰动者和近邻伴星共同影响热木星偏心率演化，发现近邻伴星可抑制远距离扰动者导致的偏心率振荡，形成双峰偏心率分布。
2026-02-12 astro-ph.EP
Gas giant planets as dynamical barriers to inward-migrating super-Earths
体积为地球1-4倍、轨道短于100天的行星，约占所有类太阳恒星的30-50%。事实上，太阳系特别突出的一点是缺乏“热超级地球”（或“迷你海王星”）。这些行星--或者说它们的组成部分--可能是在更宽的轨道上形成的，并由于与气态原行星盘的相互作用而向内迁移。在这里，我们使用一套动力学模拟来表明，气体巨行星是最初放置在更遥远轨道上的超级地球向内迁移的障碍。木星的早期形成可能阻止了天王星和海王星（也许还有土星的核心）成为热的超级地球。我们的模型预测，热的超级地球系统和类地行星的种群应该是反相关的：气体巨星（特别是如果它们形成得早）在有许多热的超级地球的系统中应该是罕见的。测试这一预测将构成对近距离超级地球起源的迁移假设有效性的重要评估。
2015-01-26 astro-ph.EP
The role of dynamics on the habitability of an Earth-like planet
从太阳系外众多已探测到的行星来看，迄今为止还没有发现与我们地球相媲美的类地行星。寻找系外地球当然是一个巨大的挑战，可能需要探测类似于我们的太阳系的行星系，以便找到像地球上一样的生命。然而，即使我们找到了类似的太阳系，也不能确定一个位于地球位置的行星会有与地球相似的情况。巨行星结构的微小变化会导致轨道摄动，这可能会改变宜居带（HZ）中类地行星的宜居条件。我们提出了一个数值调查，我们首先研究的运动测试行星在一个特定的行星-土星配置，我们可以预期强烈的引力扰动的运动在地球位置根据以前的工作。在这项研究中，我们表明，这些强扰动可以显着减少地球的邻近行星。在我们研究的第二部分中，我们研究了倾斜的土星-土星系统中测试行星的运动，我们分析了内部行星系动力学行为的变化。适度的倾斜值似乎抵消了在HZ的扰动，而高的倾斜引起更多的混乱，在这一地区。最后，我们利用太阳系参数对金星、地球和火星在倾斜的土星-土星系统中的实际轨道进行了稳定性研究。这项研究表明，如果土星的倾角<=10°，这三颗类地行星只会在低偏心率轨道上运动。因此，当所有行星几乎在同一平面上运动时，似乎对地球的可居住性有利。
2015-05-26 astro-ph.EP
Characteristics of planetary candidates observed by Kepler, II: Analysis of the first four months of data
2011年2月1日，开普勒任务发布了从2009年5月2日到9月16日科学观测开始的156，453颗恒星的数据。在此期间，有1235颗行星候选者具有类似凌日的特征。它们与997颗宿主恒星有关。行星候选者的特征分布被分成五个类大小; 68个大约地球大小的候选者（半径< 1.25地球半径），288超地球大小（1.25地球半径<半径< 2地球半径），662海王星大小（2个地球半径<半径< 6个地球半径），165个木星大小（6个地球半径<半径< 15个地球半径），19个木星大小（15个地球半径<半径< 22个地球半径）。在适合于宜居带的温度范围内，发现了54个候选者，其大小从地球大小到大于木星。其中五颗还不到地球的两倍大。超过74%的候选行星比海王星小。观测到的行星候选者的数量与大小分布在两到三倍地球大小时达到峰值，然后与候选者的面积成反比下降。我们目前对行星候选者固有频率的最佳估计，在校正几何和灵敏度偏差后，地球大小的候选者为6%，超级地球大小的候选者为7%，海王星大小的候选者为17%，海王星大小的候选者为4%。多候选者，过境系统是频繁的; 17%的主星有多候选者系统，33.9%的候选者是多候选者系统的一部分。
2011-03-12 astro-ph.EP
The New Generation Planetary Population Synthesis (NGPPS). III. Warm super-Earths and cold Jupiters: A weak occurrence correlation, but with a strong architecture-composition link
最近的观测结果表明，内部超级地球和外部巨行星的出现率之间存在正相关关系。这些结果提出了一个问题，即这种趋势是否可以用行星形成理论来重现和解释。在这里，我们调查的性质，内部超级地球和外部巨行星，形成根据核心吸积的情况。我们研究这些行星物种之间的相互关系，在合成行星系，并比较它们观察到的系外行星人口。我们调用了行星形成和演化的第三代伯尔尼模型来模拟1000个多行星系统。然后，我们将这些合成系统与观察到的样本进行比较，考虑到扭曲观察到的人口统计数据的检测偏差。在同一个系统中，温暖的超级地球和寒冷的彗星的形成与单独的外观相比有所增强，尽管它比通过观测提出的要弱。我们将这种差异归因于温暖和动态活跃的巨行星，它们经常破坏内部系统，特别是在高金属含量的环境中。一般来说，两种行星类型的联合出现需要起源原行星盘中的中间固体储存器。此外，我们发现不同系统架构中行星的挥发性含量存在差异，并预测高密度超级地球更有可能拥有一个外部巨星。这种相关性可以通过观测来检验。
2020-12-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Ambipolar Electric Field, Photoelectrons, and their Role in Atmospheric Escape From Hot-jupiters
热木星的大气质量损失可能很大，因为这些行星与它们的主星非常接近，而且行星大气接收到强烈的辐射。在地球上，对大气离子加速的主要贡献来自离子和电子的垂直分离，以及双极电场的产生。这一过程被称为“极地风”，是将电离层成分输送到地球磁层的原因，在那里可以很好地观测到这些成分。极风也可以通过光电离产生的相对小部分的超热电子（光电子）来增强。我们制定了一个简化的计算的双极电场和光电子上的离子标度高度的影响，在一个广义的方式。我们发现，由于极风效应，离子尺度高度可以增加2-15倍。我们还估计了一个下限的数量级增加的离子密度和大气质量损失率时，极风的影响。
2012-06-01 astro-ph.EP
Prospecting for exo-Earths in multiple planet systems with a gas giant
在这项工作中，我们在目前已知的系外行星种群中寻找找到系外地球的最佳位置。虽然目前还不清楚木星是否对创造适合居住的地球发展的环境产生了有益或有害的影响，但我们专注于51个多行星系统，这些系统至少有一个类似木星的行星，并旨在确定哪些是托管系外地球的好候选者。我们进行了一系列的数值模拟，以确定动态稳定的区域的宜居带的多个系外行星系统能够容纳一个地球质量的行星。我们产生了一个候选名单的16个系统，可以在其宜居带，这样一个稳定的系外地球，并为其中诱导径向速度信号的一个假设的一个，两个或四个地球质量的行星在主恒星将可检测到的ESTERO光谱仪。我们发现，虽然与大质量行星最接近的宜居带的引力相互作用是至关重要的，在确定稳定性，多个行星之间的长期共振相互作用也可以有一个戏剧性的影响整体稳定的宜居带。
2018-09-11 astro-ph.EP
